KLF15/Gap43通过抑制钙调磷酸酶活化保护糖尿病肾病足细胞的机制研究
批准号:
82070742
项目类别:
面上项目
资助金额:
53.0 万元
负责人:
梁馨苓
依托单位:
学科分类:
继发性肾脏疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
梁馨苓
中文摘要
钙调磷酸酶(CaN)活化在糖尿病肾病(DN)足细胞损伤中发挥关键作用,但其调控机制未完全阐明。钙调蛋白(CaM)是CaN活化的核心调控分子,预实验发现:生长相关蛋白43(Gap43)特异表达肾小球并与CaM结合,DN患者和高糖培养的足细胞Gap43表达降低;高糖条件下过表达Gap43,与CaM结合增加,CaN活化抑制,足细胞损伤减轻,提示Gap43可能通过结合CaM阻遏CaN活化保护足细胞。课题组前期研究显示DN患者及体外高糖培养的足细胞转录因子KLF15表达降低,进一步研究发现:体外敲低足细胞KLF15表达后,Gap43mRNA及蛋白表达明显降低,因此,课题提出:糖尿病条件下,转录因子KLF15表达降低,下调Gap43蛋白表达,导致与CaM结合减少,CaN活化,促进足细胞损伤。研究拟通过转染、IP、ChIP等技术及转基因小鼠,以证实上述科学假说。项目将为DN足细胞保护提供新理论和靶点。
英文摘要
Calcineurin (CaN) activation plays a key role in podocyte injury in diabetic nephropathy (DN), but the regulatory mechanism is not fully elucidated. Calmodulin (CaM) is the core regulatory molecule of CaN activation. Our preliminary experiments show that growth associated protein 43(Gap43) is specifically expressed in glomeruli and binds to CaM. The expression of Gap43 is decreased in glomerular podocyte of DN patients and cultured podocytes with high glucose (HG) in vitro. Increased Gap43 binds CaM, inhibited CaN activation and reduced podocytes damage are observed after overexpression of Gap43 in HG cultured podocytes. These results suggest that Gap43 may protect podocytes by inhibiting the activation of CaN by combining with CaM. Our previous study has demonstrated that the expression of KLF15 is decreased in podocytes of DN patients and high glucose culture in vitro. Further study showed that the expression of Gap43 mRNA and protein is significantly decreased in vitro cultured podocytes after knockdown of KLF15. Therefore, it is proposed that under the condition of diabetes, decreased transcription factor KLF15 downregulated the expression of Gap43 protein, resulting in the decrease of Gap43 binds CaM, the activation of CaN and podocyte injury. This study intends to confirm the above scientific hypothesis by transfection, IP, ChIP and other techniques as well as transgenic mice. The project is expected to provide a new theory and target for podocyte protection in DN.
研究背景:.足细胞损伤是糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)发生发展的重要环节。Ca2+/钙调神经磷酸酶(calcineurin, CaN)信号通路在DN足细胞损伤和凋亡中起关键作用。神经元生长相关蛋白43(growth associated protein-43, Gap43)为神经元膜蛋白,可以作为钙调蛋白(calmodulin, CaM)结合蛋白进而调控下游CaN的活性发挥生物学作用。本研究拟探讨Gap43在DN足细胞损伤中的作用及机制。.研究内容:. (1)本研究通过使用人DN肾组织、糖尿病动物模型及高糖干预的足细胞模型,均发现Gap43在足细胞中表达降低。利用腺相关病毒过表达Gap43的db/db小鼠和高糖刺激的体外足细胞中均观察到Gap43对DN足细胞具有保护作用。.(2)进一步通过动物实验及细胞实验两个方面验证Gap43通过结合CaM阻遏CaN活化发挥DN足细胞保护作用。.(3)通过使用启动子结合转录因子微孔板阵列实验显示转录因子Pax5可以结合Gap43启动子区域,并在体外细胞实验中验证了敲低Pax5可以增加高糖引起的Gap43蛋白表达下降。这提示Gap43下调介导的DN足细胞损伤可能是受Pax5调控的。.(4)在原有项目计划外,我们还发现足细胞的受体相互作用蛋白激酶3(Receptor-Interacting Serine/Threonine-Protein Kinase 3,RIPK3)在DN患者、小鼠DN模型模型中均表达升高,使用RIPK3抑制剂及足细胞特异性敲除RIPK3均可改善DN足细胞损伤。并通过体外细胞实验证明,RIPK3通过促进NF-κB P65炎症通路激活导致足细胞损伤。.(5)在原有项目计划外,我们还发现黑色素瘤缺失基因2(Absent in Melanoma 2,AIM2)在DN近端小管细胞中表达升高,通过体外细胞实验证明AIM2介导了高糖引起的肾小管上皮细胞焦亡。.科学意义:.本研究首次阐明了DN新的发病机制:在DN中,Pax5介导足细胞Gap43下调,导致Gap43与CaM结合减少,进而CaN活化,引起足细胞损伤。同时还揭示了RIPK3及AIM2在DN发病中的作用及机制。上述新机制的阐明不仅为DN的防治提供了有力的理论基础,同时提供了多个潜在的治疗靶点,这些潜在的DN的治疗靶点未来有望进行临床转化。
RIP-3阻遏FOXO1/PGC1-α通路的机制及其在急性肾损伤中的作用
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批准号:81770667
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2017
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负责人:梁馨苓
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依托单位:
RIP3激酶/TFEB介导肾小管上皮细胞necroptosis自噬流障碍的机制
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批准号:81570609
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2015
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负责人:梁馨苓
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依托单位:
JNK通过Akt/线粒体途径介导的肾小管上皮细胞凋亡样坏死的机制
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批准号:81170683
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2011
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负责人:梁馨苓
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依托单位:
国内基金
海外基金